(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の複数のアレイ素子を有する１つ以上の第１の基板層と、
第２の複数のアレイ素子を有する１つ以上の第２の基板層と、
第３の基板層と、
該第３の基板層上にあり、１つ以上の無線周波数（ＲＦ）信号を前記第１及び第２の複数のアレイ素子と取り交わす集積回路と、
前記１つ以上の無線周波数信号に対応する１つ以上の追加的な信号を前記集積回路及びホストモジュールと取り交わすコネクタモジュールとを有し、
前記第１及び第２の基板層は、前記１つ以上の無線周波数信号に対応する略半波長（λ／２）分離れている装置。
【請求項２】
前記１つ以上の無線周波数信号は、各々がミリ波信号である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記コネクタモジュールは、１つ以上の導体を有して前記追加的な信号を伝達するフレキシブルケーブルを受けるように構成された請求項１に記載の装置。
【請求項４】
更に前記フレキシブルケーブルを含む請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第３の基板層は、前記第１及び第２の基板層の間にある請求項１に記載の装置。
【請求項６】
１つ以上の追加的な信号を前記集積回路と取り交わすプリント回路基板を更に有し、
前記１つ以上の追加的な信号は前記１つ以上の無線周波数信号に対応する請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の複数のアレイ素子は、対応するアレイ素子のペアを含み、
各々のペアは、前記第１の複数のアレイ素子からの１つの第１のアレイ素子と、前記第２の複数のアレイ素子からの１つの第２のアレイ素子を含む請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記対応するアレイ素子のペアの各々は、一直線になっている請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記対応するアライメント素子のペア同士の間に配置された１つ以上のスロットを更に有する請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記１つ以上のスロットの各々は、電磁バンドギャップ（ＥＢＧ）構造を有する請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記１つ以上のスロットの各々は、空隙を有する請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
ホストモジュールと、
アレイ送受信モジュールとを有する装置であって、
該アレイ送受信モジュールは、
第１の複数のアレイ素子を有する１つ以上の第１の基板層と、
第２の複数のアレイ素子を有する１つ以上の第２の基板層と、
第３の基板層と、
１つ以上の無線周波数（ＲＦ）信号を前記第１及び第２の複数のアレイ素子と取り交わす前記第３の基板層上の集積回路とを有し、
前記第１及び第２の基板層は、前記１つ以上の無線周波数信号に対応する略半波長（λ／２）分離れており、
前記ホストモジュール及び前記アレイ送受信モジュールは１つ以上の追加的な信号を取り交わし、該１つ以上の追加的な信号は前記１つ以上の無線周波数信号に対応し、
前記アレイ送受信モジュールは、前記１つ以上の追加的な信号を前記集積回路と前記ホストモジュールとの間で取り交わすコネクタモジュールを更に有する装置。
【請求項１３】
前記ホストモジュールと前記アレイ送受信モジュールとの間に連結されたフレキシブルケーブルを更に有する請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
プリント回路基板を更に有し、
該プリント回路基板は前記ホストモジュール及び前記アレイ送受信モジュールに連結された請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記プリント回路基板は、前記１つ以上の追加的な信号を、前記集積回路と前記ホストモジュールとの間で取り交わす請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記１つ以上の無線周波数信号は、各々がミリ波信号である請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
前記第３の基板層は、前記１つ以上の第２の基板層と前記１つ以上の第２の基板層との間にある請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示される実施形態は、多層基板技術を用いたミリ波アレイ型構造のための集積化手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
技術開発により、大量の音声、ビデオ映像、画像化及びデータ情報のデジタル化と圧縮が可能となっている。無線技術を通じての装置間のデータ転送の必要性から、高いデータ転送速度での正確なデータ流の交換が要求されている。
【０００３】
約１ミリメートルから１０ミリメートルの間の波長を有する極高周波（ＥＨＦ）電磁エネルギー帯は、大量のデータを無線で転送するのに用いられるであろう。ＥＨＦ帯（ミリ波帯）は、５６〜６６ギガヘルツ（ＧＨｚ）の間の６０ギガヘルツ（ＧＨｚ）区間（セグメント）（又は帯、バンド）を含む。この帯域は高データ速度のミリメートル波（ミリ波）通信に用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】アレイ送受信（Ｔ／Ｒ）モジュールの上面図である。
【図２】図１に示された送受信モジュール（Ｔ／Ｒモジュール）の側断面図である。
【図３】追加的なアレイ送受信モジュールの側断面図である。
【図４】更に追加的なアレイ送受信モジュールの上面図である。
【図５】図４に示された送受信モジュールの側断面図である。
【図６Ａ】装置を実施した例となる図である。
【図６Ｂ】装置を実施した例となる図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
以下、図面において、類似の参照符合は、通常、同一の、機能的に類似した、及び／又は構造的に類似した要素を示す。初めて現れる要素の図は、参照符合の左端の数字により示される。本発明は、以下、添付された図面を参照して説明される。
【０００６】
実施形態は、多層基板技術を用いたミリ波アレイ型構造のための低コストの集積化手法を提供する。例えば、実施形態は、第１の基板層と、第２の基板層と、第３の基板層とを有する装置を提供する。第１の基板層は、第１の複数のアレイ素子を有し、第２の基板層は、第２の複数のアレイ素子を有する。第３の基板層は、１つ以上の無線周波数（ＲＦ、Radio  Frequency、又は高周波数）信号を第１及び第２の複数のアレイ素子と取り交わす集積回路を有する。第１及び第２の基板層は、１以上のＲＦ信号に対応する略半波長（λ／２）で隔てられている。
【０００７】
実施形態は、統合されたＲＦ集積回路とアンテナ配置（例えば、エンドファイアアレイ配置）を提供する低コストで小さな外形要素の組立部品を有利に構成してもよい。これらの組立部品は、先端的なミリ波通信システム製品に含まれてもよい。また、これらの組立部品は、大量に効率的に製造されてよい。
【０００８】
このように、実施形態は、コンパクトで組立容易な、また低コストのミリ波無線通信装置を提供してもよい。そのような装置は、高データ速度転送を要求しつつ、ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ、Wireless  Local  Area  Network）、無線パーソナル・エリア・ネットワーク（ＷＰＡＮ、Wireless  Personal  Area  Network）、ＨＤＭＩ型使用モデルを動作させてもよい。そのような応用に対しては、極高周波数無線信号を用いたミリ波通信が好ましく、それは、高周波の再使用の可能性を見越す一方、比較的高い通信スループットを提供するからである。
【０００９】
現存する導波管及び／又は遮蔽されていない通信構造を用いたミリ波通信技術及びシステムは、小型で更に低コストの解決策を、ＥＨＦ（Extremely  High  Frequency、極高周波）無線信号を用いた通信装置に供することができない。遮蔽されていない通信線は、外見上横波の電磁的性質を示し、小型のパッケージング・シナリオにおいては、他の構造物にごく接近して配置された時に、性能劣化を受ける。高性能導波管構造は、プラスチックをベースとした金属化構造物を含み、小型のパッケージング用に提案されてきた。しかしながら、導波管の使用は、殆どのデザインでかさばった構造に終わった。
【００１０】
小さな波長でＥＨＦ無線信号を用いた通信用に設計されたアンテナは、小さなアンテナ形状のため小さな外形要素のパッケージを用い、小型のアンテナアレイ構造が可能であるとして設計されるであろう。実施形態は、例えば、１秒間に５−１０ギガビットまでのデータスループットを有する認可束縛の無い短い範囲の周波数帯において、ミリ波周波数無線信号を用いて動作できる低コストで小型のアンテナアレイを提供する。
【００１１】
これは、様々な用途において、増加した操作性を提供する一方、アクセスポイント又は消費者の電子携帯端末のより効率的な外形要素のデザインを有利に可能とする。結果として、現存するアンテナ型式に固有のかさばったアンテナアレイシステムは、回避されるであろう。高帯域幅の無線通信環境下で極高周波数無線信号を用いるアクセスポイント又は装置は、低コストで、またコンパクトなアンテナアレイから多方向の無線受信可能範囲を享受するであろう。
【００１２】
実施形態は、様々な用途に用いられるであろう６０ＧＨＺ帯（例えば、５６−６６ＧＨｚ）ミリメートル波（ミリ波）通信装置を提供する。従って、実施形態は種々の装置及びシステムと併用して用いられるであろう。例示的な装置及びシステムは、送信機、受信機、送受信機（トランシーバ）、無線通信局、無線通信機器、無線アクセスポイント（ＡＰ、Access  Point）、モデム、無線モデム、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ、Personal  Computer）、デスクトップ・コンピュータ、モバイル・コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、ノート型コンピュータ、タブレット・コンピュータ、サーバ・コンピュータ、セットトップボックス、ハンドヘルド・コンピュータ、携帯端末、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ、Personal  Digital  Assistant）機器、ハンドヘルドＰＤＡ機器、モバイル・ステーション（ＭＳ、Mobile  Station）、グラフィックデシィスプレイ、通信局等を有する。
【００１３】
また、実施形態は、種々のネットワークと併用して用いられてよい。例示的なネットワークとしては、無線ネットワーク、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮｓ）、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮｓ）、メトロポリタン・エリア・ネットワーク（ＭＡＮｓ、Metropolitan  Area  Network）、無線ＭＡＮｓ（ＷＭＡＮｓ）、広域ネットワーク（ＷＡＮｓ、Wide  Area  Network）、及び無線ＷＡＮｓ（ＷＷＡＮｓ、Wireless  WANs）を含む。
【００１４】
更に、実施形態は、現存するＩＥＥＥ  ８０２．１、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｅ、８０２．１ｇ、８０２．１１ｈ、８０２．１１ｉ、８０２．１１ｎ、８０２．１６、８０２．１６ｄ、８０２．１６ｅ標準規格、及び／又は上記標準規格の将来版、及び／又は派生物、及び／又はロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ、Long  Term  Evolution）に従って動作するネットワークと併用されてもよい。また、実施形態は、パーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮｓ、Personal  Area  Networks）、無線ＰＡＮｓ（ＷＰＡＮｓ、Wireless  PANs）、片方向及び／又は双方向無線通信システム、セルラー方式電話通信システムと併用されてもよい。
【００１５】
また、本発明の実施形態は、一種類以上の無線通信信号及び／又はシステムと併用されてよく、例えば、無線周波数（ＲＦ）、赤外線（ＩＲ）、周波数分割多重化（ＦＤＭ、Frequency-Division  Multiplexing）、時分割多重アクセス方式（ＴＤＭＡ、Time-Division  Multiple  Access）、拡張ＴＤＭＡ（Ｅ−ＴＤＭＡ、Extended  TDMA）、汎用パケット無線システム（ＧＰＲＳ、General  Packet  Radio  Service）、拡張ＧＰＲＳ、符号分割多重アクセス方式（ＣＤＭＡ、Code-Division  Multiple  Access）、広域符号分割多重アクセス方式（ＷＣＤＭＡ、Wideband  CDMA）、ＣＤＭＡ２０００、多重搬送波変調（ＭＤＭ、Multi-Carrier  Modulation）、離散マルチトーン（ＤＭＴ、Discrete  Multi-Tone）、ブルートゥース（ＲＴＭ）、及び／又はジグビー（ＴＭ）等と併用されてよい。
【００１６】
前述の例は、例示の目的のために与えられ、限定のためではない。よって、実施形態は、様々な他の装置、機器、システム、及び／又はネットワークに用いられてもよい。
【００１７】
本明細書を通じて「一実施形態（one  embodiment）」又は「ある１つの実施形態（an  embodiment）」への言及は、特定の実施形態と関連して述べられた固有の特徴、構造又は特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。このように、本明細書を通じて様々な箇所における「一実施形態において（in  one  embodiment）」又は「ある１つの実施形態において（in  an  embodiment）」の表現の出現は、必ずしも総て同じ実施形態を参照する必要がある訳ではない。更に、固有の特徴、構造、又は特性は、１つの又はそれ以上の実施形態において好ましい方法で任意に組み合わされてよい。
【００１８】
図１は、アレイ送受信（Ｔ／Ｒ）モジュール１００の上面図である。図１に示されるように、送受信（Ｔ／Ｒ）モジュール１００は、コネクタモジュール１０２と、集積回路（ＩＣ、Integrated  Circuit）１０４と、複数のアレイ素子１０６１−１０６４とを有する。図１は、限定のためではなく例示のため、４つのアレイ素子を示している。従って、実施形態は、様々なパターンや配置において、任意の数のアレイ素子を用いてよい。
【００１９】
アレイ素子１０６１−１０６４の各々は、１つ又はそれ以上の表面上に配置される導電材料から構成される。また、図１は、アレイ素子１０６１−１０６４が半波長（λ／２）の間隔を空けて配置されたことを示している。しかしながら、他の間隔が用いられてもよい。ビア１１７１−１１７４は、アレイ素子１０６１−１０６４にそれぞれ、表面１２２の下の電気的接点を与える。
【００２０】
アレイ素子１０６１−１０６４は、各々１つ又はそれ以上の導電パターンを表面１２２上に有し、導電パターンはまた表面１２２上の導電線にも接続される。例えば、図１は、パターン１１０１、１１２１、１１４１及び１１６１と、導電線１０８１とを含むアレイ素子１０６１と；パターン１１０２、１１２２、１１４２及び１１６２と、導電線１０８２とを含むアレイ素子１０６２と；パターン１１０３、１１２３、１１４３及び１１６３と、導電線１０８３とを含むアレイ素子１０６３と；パターン１１０４、１１２４、１１４４及び１１６４と、導電線１０８４とを含むアレイ素子１０６４とを示している。一例として、図１はダイヤモンド形状のパターンを示している。しかしながら、他の形状が用いられてもよい。また、他のサイズ及び／又は位置を有するパターンが用いられてもよい。
【００２１】
また、図１は、更に導電パターンを含むアレイ素子を示す。例えば、図１はパターン１１０１及び１１４１を含むアレイ素子１０６１と；パターン１１０２及び１１４２を含むアレイ素子１０６２と；パターン１１０３及び１１４３を含むアレイ素子１０６３と；パターン１１０４及び１１４４を含むアレイ素子１０６４とを有する。
【００２２】
図１は、点線（破線）で導電パターン１１０１−１１０４及び１１４１−１１４４を示す。これらの点線は、これらのパターンが表面１２２の下にあることを示す。しかしながら、実施形態において、これらのパターンは代わりに表面１２２上にあってもよい。
【００２３】
一例として、図１はパターン１１０−１１６の各々をダイヤモンド形状として示す。しかしながら、他の形状が用いられてもよい。また、他のサイズ及び／又は位置を有するパターンが用いられてもよい。
【００２４】
スロット（細長い穴）が、隣接するアレイ素子の間に設置される。例えば、図１は、アレイ素子１０６１と１０６２との間のスロット１１９ａ、アレイ素子１０６２と１０６３との間のスロット１１９ｂ、及びアレイ素子１０６３と１０６４との間のスロット１１９ｃを示す。これらのスロットは、様々な深さを有してよい。実施形態においては、スロットはアレイ送受信モジュールを完全に通り抜ける（貫通する）。これらのスロットは、種々の材料で満たされてもよい。あるいは、スロット１１９ａ−ｃは、空であってもよい（このように、空隙を設ける）。スロット１１９ａ−ｃは、積み重ねられたアンテナ素子の間に遮蔽（シールド）を提供する。この特徴は、結合を減少させ、アンテナ走査角度を増加させるために用いられてもよい。
【００２５】
上述のように、スロット１１９ａ−ｃは、種々の材料で満たされてよい。例示的な材料としては、横方向における素子同士の相互結合を減少させる電磁バンドギャップ（ＥＢＧ、Electromagnetic  bandgap）型構造が含まれる。実施形態は、しかしながら、他の材料を用いてもよい。
【００２６】
図示されていないが、アレイ送受信モジュール１００は、表面１２２と反対の底面上にアレイ素子を備えてもよい。実施形態において、アレイ素子１０６１−１０６４の各々の反対表面上に対応するアレイ素子が存在する。更に、これらの対応するアレイ素子は、一直線になって配列されてもよい（同じ平面線形を有して）。また、対応するアレイ素子のそのような組み合わせ（ペア）の各々は、実質的に同じ大きさと形状を有してもよい。しかしながら、実施形態は、これらの例示した配置に限定されない。
【００２７】
図１は、表面１２０上に配置されたコネクタモジュール１０２及びＩＣ１０４を示している。これらの素子は、例示の目的のために示され、限定ではない。よって、異なる配置、形状、大きさ、及び／又は方位を有する他の素子が用いられてもよい。
【００２８】
コネクタモジュール１０２は、フレキシブル・ケーブル（図示せず）が差し込まれるであろう統合されたソケットコンタクトを有してもよい。例えば、図１はソケットコンタクト１２７１−１２７８の例示的な列を示す。よって、実施形態は、任意の配置で任意の数のソケットコンタクトを用いてもよい（例えば、複数横列の配置で）。
【００２９】
コネクタモジュール１０２の使用を通じて、アレイ送受信モジュール１００はプリント回路基板（ＰＣＢ、Printed  Circuit  Board）の集約的使用を有利に回避することができるであろう。結果として、サイズの減少が達成されるであろう。また、この特徴を通じて、アレイ送受信モジュール１００は、より小さな外形要素への要求を有するプラットフォーム環境に直接統合されるであろう。更に、この特徴は、ＰＣＢ統合化（一体化）手法を越えるコスト節減を有利に提供するであろう。
【００３０】
実施形態において、ＩＣ１０４は、ミリ波信号を増幅し、略１−１５ＧＨｚの周波数に、及び／又は略１−１５ＧＨｚの周波数から変換し、ベースバンド及びデジタルデータを得る。ＩＣ１０４は、増幅器、フィルタ、周波数変換器、及び／又は他の集積回路要素を有するトランシーバを構成してもよい。しかしながら、ＩＣ１０４は、更に追加的な、及び／又は代替的な特徴を提供してもよい。ＩＣ１０４は、他の素子に電気的接続を与えるための複数パッドを有してもよい。例えば、図１はパッド１２６１−１２６７を示す。
【００３１】
ＩＣ１０４は、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）やリン化インジウム（ＩｎＰ）のようなIII族及びIV族の半導体技術から形成されてもよい。ミリ波周波数では、ＧａＡｓ及びＩｎＰは、高度に集積化された解決策を提供するであろう。代わりに、ＩＣ１０４は、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）又は相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ、Complimentary  Metal-Oxide  Semiconductor）シリコン技術から形成されてもよい。図１は１つの集積回路（ＩＣ１０４）を示しているが、実施形態はアレイ送受信モジュール１００内で複数の集積回路を用いてもよい。
【００３２】
接続（コンタクト）モジュール１０２及びＩＣ１０４を表面１２０に付着させるためには、種々の技術が用いられてよい。例示的な技術としては、フリップチップ接続（例えば、Ｃ４）、接着、ワイヤボンディング等を含む。しかしながら、実施形態は、これらの例示的な技術に限定されない。
【００３３】
図２は、アレイ送受信（Ｔ／Ｒ）モジュール１００の側断面図である。この図は、送受信モジュール１００が複数の基板層２０２１−２０２１２を有することを示している。１２の層が示されているが、実施形態は任意の数の層を用いてよい。
【００３４】
基板層２０２１−２０２１２は、種々の材料から構成されてよい。実施形態において、基板層２０２５及び２０２８は、第１の材料から構成され、一方で、残りの基板層（即ち、２０２１−２０２４、２０２６、２０２７、及び２０２９−２０２１２）は第２の材料から構成される。一例として、基板層２０２５及び２０２８は、有機積層板（organic  laminate）から構成され、残りの層はポリマーから構成されてもよい。そのようなポリマーと積層板材料は、アンテナ設計に適したより低い誘電率値を有してもよい（例えば、６０ＧＨｚのアンテナ用で）。
【００３５】
例示的な積層板材料としては、ロジャースコーポレーション（Rogers  Corporation）社製のＲＯシリーズ材料を含んでよく、例えば、強化ガラス織布／超高ガラス転移温度を有する熱硬化性樹脂材料で満たされたセラミックからなるＲＯシリーズ高周波回路材料を含んでよい。しかしながら、実施形態は、そのような材料に限定されない。
【００３６】
例示的なポリマーとしては、液晶ポリマー（ＬＣＰｓ、Liquid  Crystal  Polymers）を含む。そのような液晶ポリマーは、高性能で柔軟なロール・ツー・ロール材料における薄いポリマーであってよく、一般的にはシート材料よりも低いコストを有する。代わりに、そのような液晶ポリマー（ＬＣＰｓ）は、適切な形状を作るため、いかなる平坦でない表面にも追従することができる高性能の接着層であってもよい。液晶ポリマーは、シリコン製ＩＣとは異なる熱膨張係数（ＣＴＥ、coefficients  of  thermal  expansion）を有するが、組立中はＩＣパッドに追従する。ＩＣにより生成された熱はまた、ＩＣパッドの周囲に配置された液晶ポリマー接着層を柔らかくするのにも役立ち、熱膨張係数の不整合による信頼性の問題を減少させる。液晶ポリマーの共形特性は、フリップチップＩＣのいかなる封止樹脂（アンダーフィル剤）の必要性をも取り除く。
【００３７】
コネクタモジュール１０２及びＩＣ１０４は表面１２０上にあり、一方でアレイ素子１０６１−１０６４は表面１２２上にある。図２は、基板層２０２６上にある表面１２０を示し、基板表面（層）２０２１上にある表面１２２を示す。このように、これらの表面は異なる平面内に存在してよい。しかしながら、実施形態において、これらの表面は実質的に同一平面上にあってもよい。
【００３８】
上述のように、アレイ送受信モジュール１００は、表面１２２と反対にある底面２０９上にアレイ素子を有してよい。例えば、図２はそのようなアレイ素子の一部である層２０２１２の表面上に導電パターン２２６を示す。この素子は、アレイ素子１０６２に相当する（そして、平面内で一直線になる）。
【００３９】
また、上述のように、アレイ素子は複数層でパターンを有してよい。例えば、図１はパターン１１０１−１１０４及び１１４１−１１４４を示す。これらのパターンは、表面１２２の下に配置される。一例として、図２はパターン１１０１−１１０４及び１１４１−１１４４（これらはまた基板層２０２２上にあってもよい）に接続を与える基板層２０２２上の導電パターン２３２を示す。また、図２は、基板層２０２１１上の同様のパターンへ接続を与える導電パターン２１９を示す。
【００４０】
これらのアレイ素子を通じて、アレイ送受信モジュール１００は、４×２のアレイ配置を与える。上述のように、この配置は説明の目的のために与えられ、限定ではない。このように、実施形態はＭ×Ｎのアレイ配置を与えてもよく、ここでＭは各層内の素子数であり、Ｎは素子層の数である。実施形態は、Ｍ及びＮへの値のいかなる組み合わせを用いてもよい。そのような配置は、フェイズドアレイ及び／又は切り替え可能なアレイのセットとして作動されてよい（例えば、ビーム操舵のため）。
【００４１】
アレイ送受信モジュールは、アレイ素子の層の間に遮蔽を設ける。例えば、図２は基板層２０２７上に導電パターン２２８を示す。これらのパターンは、隣接するアレイ素子の表面パターンに対応する（例えば、実質的に同様な）表面形状及び／又は大きさを有してもよい。
【００４２】
例えば、導電パターン２２８は、アレイ素子１０６２、及び／又は導電パターン２２６及び２１９のアレイ素子に対応する形状及び／又は大きさを有してよい。実施形態は、しかしながら、他の配置を用いてもよい。例えば、導電パターン２３２、２１９、及び／又は２２８が、スロット１１９ａ及び１１９ｂから実質的に延びてもよい。
【００４３】
上述のように、導電パターン２２８は、アレイ素子同士の間に遮蔽を供する。この遮蔽は、このパターンを固定電位（例えば、グランド又はある直列電圧レベル）に設定することを通じて与えられるものであってもよい。従って、この電位は適切なビーム操舵を与えるために選択されてよい。
【００４４】
実施形態においては、アレイ素子層は、実質的に半波長（λ／２）の距離で離れている。また、図２は、上端と下端のアレイ素子層（例えば、アレイ素子１０６２及びそれに対応する層２０２１１及び２０２１２の素子）が、導電パターン２２８から１／４波長分離れていることが示されている。
【００４５】
上述のように、ＩＣ１０４はパッド（例えば、パッド１２６１−１２６７）を有する。これらのパッドは、導電材料からなり、各々電気的接続を他の素子に供する。よって、図２はビア２１２１−２１２７を示し、それらはパッド１２６１−１２６７にそれぞれ接続されている。また、コネクタモジュール１０２は、ソケットコンタクト（例えば、ソケットコンタクト１２７１−１２７８）を有する。これらのコンタクトは、基板層２０２７内のビアに接続されている。例えば、図２はソケットコンタクト１２７３、１２７５、１２７７及び１２７８は、ビア２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ及び２０３ｄにそれぞれ接続されていることを示す。
【００４６】
一般的な動作において、アレイ送受信モジュール１００は、アレイ素子を通して無線信号を遠隔の装置とやり取りする。また、アレイ送受信モジュール１００は、フレキシブルケーブル２５０を通して他の装置と信号を取り交わしてよい。実施形態において、フレキシブルケーブル２５０は、ＲＦ、ＩＦ、アナログ、デジタル、直流信号、グランド、及び／又は他の型式の信号を（複数の導体を通して）伝送する従来の「フレックスケーブル（flex  cable）」であってもよい。上述のように、コネクタモジュール１０２は、フレキシブルケーブル２５０が差し込まれるであろう統合されたソケットコンタクトを有する。これのソケットの各々は、フレキシブルケーブル２５０内の対応する導体に電気的接続を与える。
【００４７】
例えば、無線信号の送信において、コネクタモジュール１０２は、ベースバンド、又は中間周波数（ＩＦ）信号、又はＲＦ（無線周波数）信号及びＤＣ（直流）／電力信号をフレキシブルケーブル２５０から受信する。次に、コネクタモジュール１０２は、そのような信号をＩＣ１０４に供給する。一例として、コネクタモジュール２０６は、ベースバンド、ＩＦ、又はＩＣ１０４のパッド１２６１へのＲＦ信号を、ビア２０２ｄ、導電線２１０、及びビア２１２１を通じて供給してよい。
【００４８】
この信号から、ＩＣ１０４はミリ波信号を生成する。例えば、ＩＣ１０４はミリ波信号をパッド１２６７で生成し、ミリ波信号はビア２１２７を介して導電パターン２１６に送られる。導電パターン２１６は、層２０２６と２０２７の間にあるビア１１７２に接続するようにビア１１８２を迂回する。同様に、これらのビアはミリ波信号をアレイ素子１０６２と導電パターン２２６のアレイ素子に供給する。図示されていないが、ＩＣ１０４は、層２０２６と２０２７との間のビア２２４に送られる同様のミリ波信号を生成する。同様に、ビア１１７２及び５２４は、それぞれのミリ波信号をアレイ素子１０６２と導電パターン２２６のアレイ素子にそれぞれ供給する。
【００４９】
反対に、これらのアレイ素子はミリ波無線信号を受信し、同じ経路に沿ってＩＣ１０４にミリ波信号を供給してもよい。同様に、ＩＣ１０４は対応する（相当する）ＲＦ、ＩＦ、又はベースバンド信号を生成し、この信号が導電パターン２１０によりコネクタモジュール１０２に送られる。コネクタモジュール２０６は、次いで、この信号をフレキシブルケーブル２５０に供給する。
【００５０】
また、アレイ送受信モジュール１００は、遮蔽の特徴を供する。例えば、様々な導電パターンが、接地又はコネクタモジュール１０２がフレキシブルケーブ酢２５０から受信する直流電圧信号を通じて、接地されて（又は特定の直流電圧レベルに維持されて）よい。例えば、図２は複数の導電パターンに接続を与えるビア２０３ａ、２０３ｂ及び２０３ｃを示している。
【００５１】
そのような導電パターンは、基板層２０２１２上に導電パターン２０８を有する。図２に示すように、パターン２０８への接続は、導電パターン２０５及び複数のビア２０６を通じて与えられる。
【００５２】
導電パターン２０８から、そのようなグランド又は直流電圧レベルはアレイ送受信モジュール１００の至る所に分配される。例えば、図２は、ＩＣ１０４に、パッド１２６２、１２６４及び１２６６で接続を与えるビア２１２２、２１２４及び２１２６をそれぞれ示す。
【００５３】
また、図２は基板層２０２９の上にある導電パターン２１８に接続を与えるビア２１２６を示す。導電パターン２１８はビア１１８２に接触している。同様に、ビア１１８２は導電パターン２１９及び２３２に接触する。また、複数のビア（２４０、２４２、２４４、２４５、２４６、２４８及び２５０）を通じて、接触は導電パターン２２８に与えられる。図２に示すように、導電パターン２２８は基板層２０２７上にある。
【００５４】
図示されていないが、アレイ送受信モジュール１００は、自身が生成する熱を消散させるためのヒートシンク層を有してもよい。ヒートシンク層は、様々な方法で取り付けられてよい。例えば、ヒートシンク層は層２０２１２に取り付けられてもよい。しかしながら、実施形態は他の配置を用いてもよい。ヒートシンク層は、熱の消散及び信頼できる動作に適した種々の材料から構成されてよい。
【００５５】
図３は、追加的なアレイ送受信モジュール３００の側断面図である。モジュール３００は、図１及び２のモジュール１００として実施されてよい。しかしながら、図３はアレイ送受信モジュール３００が更に外側の基板層を有することを示す。
【００５６】
特に、図３は、基板層３０２１−３０２１０を示す。これらの層は、図２を参照して上に述べたように実施されてよい。例えば、層３０２１及び３０２１０は各々有機積層板から構成されてよく、一方で層３０２２−３０２８は各々ポリマーで構成されてよい。しかしながら、他の組成物が用いられてもよい。
【００５７】
アレイ送受信モジュール３００は、追加的な遮蔽の特徴を提供する。特に、図３は、基板層３０２１上の導電パターン３０４と、基板層３０２１０上の導電パターン３０６を示す。これらのパターンは、導電パターン２３２、２２８及び／又は２１９と同様の形状及び／又は大きさを有してよい。実施形態においては、導電パターン３０４及び３０６は、アレイ素子１０６２、及び導電パターン２２６のアレイ素子から、１／４波長分それぞれ隔てられている。しかしながら、他の距離が用いられてもよい。
【００５８】
これらのパターンとの接触は、様々な方法を通して設置されてよい。例えば、図３は延伸されたビア１１８２、２１２２、２１２４、及び２１２６を示す。また、図３は、導電パターン３０７及びビア３０８ａ−３０８ｃを示す。
【００５９】
図示されていないが、アレイ送受信モジュール１００は、自身が発生する熱を消散させるヒートシンク層を有してもよい。ヒートシンク層は、様々な方法により取り付けられてよい。例えば、ヒートシンク層は層３０２１０に取り付けられてもよい。しかしながら、実施形態は、他の配置を用いてもよい。ヒートシンク層は、熱の消散と信頼できる動作に適した種々の材料から構成されてよい。
【００６０】
実施形態は、アレイモジュール１００及び３００のように、プリント回路基板（ＰＣＢ）に取り付けられるか一体化されてよい。そのような実施例の一例が、図４及び図５に示される。
【００６１】
図４は、追加的なアレイ送受信モジュール４００の上面図である。このモジュールは、図１及び図２のモジュール１００と類似している。例えば、アレイ送受信モジュール４００は、基板４２２上に、複数のアレイ素子１０６１−１０６４及びスロット１１９ａ−１１９ｃを有する。また、図４は、表面４２０上に集積回路（ＩＣ）４０４を示す。図４は、例示の目的のために４つのアレイ素子を示すが、限定ではない。従って、実施形態は、種々のパターンや配置において任意の数のアレイ素子を用いてよい。
【００６２】
アレイ素子１０６１−１０６４及びスロット１１９ａ−ｃの各々は、図１及び図２を参照して上で述べたように実施される。しかしながら、送受信モジュール１００と異なり、図４の送受信モジュール４００は、ビア１１７１−１１７４を含まない。代わりに、これらの素子への接続は電磁結合を通じて行われる。そのような技術に関する詳細は、図５を参照して以下に説明される。
【００６３】
図１及び図２のモジュール１００に関し、アレイ送受信モジュール４００は、表面４２２と反対の底面上にアレイ素子を有してよい。これらの素子は、上に述べた方法で実施されてよい。
【００６４】
実施形態において、ＩＣ４０４は、ミリ波信号を増幅し、略１−１５ＧＨｚの周波数に、及び／又は略１−１５ＧＨｚの周波数から変換し、ベースバンド及びデジタルデータとするミリ波アレイ・フロントエンドである。ＩＣ４０４は、増幅器、フィルタ、周波数変換器及び他の集積回路の構成要素を有するトランシーバを構成してよい。しかしながら、ＩＣ４０４は、更に追加的な、及び／又は代替的な特徴を有する。ＩＣ４０４は、他の素子と電気的な接続を付与するため複数のパッドを有する。例えば、図１はパッド４２６１−４２６４を示す。ＩＣ４０４は、ＩＣ１０４に関して上に述べた技術のように、種々の技術に従って実現されてよい。更に、図４は１つの集積回路（ＩＣ４０４）を示しているが、実施形態は、アレイ送受信モジュール４００内で複数の集積回路を用いてもよい。
【００６５】
ＩＣ４０４を表面４２０に付着させるため、種々の技術が用いられてよい。例示的な技術としては、フリップチップ（例えば、Ｃ４）、接着剤、ワイヤボンディング等を含んでよい。
【００６６】
ＩＣ４０４は、種々の接続を通じて信号を受信及び供給してよい。一例として、図４は表面４２０上の導電線４０２に接続されたＩＣ４０４を示す。導電線４０２を通じて、ＩＣ４０４はベースバンド、ＩＦ、及び／又はＲＦ信号を受信又は供給する。この線は、説明の目的のために与えられる。よって、様々な追加的な、及び／又は代替的な接続が設けられてよい。
【００６７】
図５は、アレイ送受信モジュール４００の側断面図である。この図は、アレイ送受信モジュール４００が基板層５０２１−５０２４を有することを示す。１０層が示されているが、実施形態は任意の数の層を用いてよい。これらの層は、図２に関連して上で述べたように実施されてよい。例えば、層５０２５及び５０２６は、各々有機積層板から構成されてよく、一方で層５０２１−５０２４及び５０２６−５０２１０は各々ポリマーから構成されてよい。しかしながら、他の組成物が用いられてもよい。
【００６８】
図５に示されるように、アレイ送受信モジュール４００は、ＰＣＢ（プリント回路基板）５００に取り付けられてもよい。この結合は、例えば、接着剤及び／又ははんだ接続を通じてなされてもよい。実施形態は、しかしながら、他の技術を用いてもよい。上述のように、ＩＣ４０４は表面４２０上にあり、一方でアレイ素子１０６１−１０６４は表面４２２上にある。図５は、基板層５０２５上にある表面２２０と、基板表面５０２１上にある表面４２２を示す。このように、これらの表面は、異なる平面内に存在してよい。しかしながら、実施形態において、これらの表面は、同一平面上にあってもよい。
【００６９】
上述のように、アレイ送受信モジュール４００は、表面４２２と反対の底面５０９上にアレイ素子を備えてもよい。例えば、図５はそのようなアレイ素子の一部である層５０２１０の表面上の導電パターン５２６を示す。また、図５は層５０２９上の導電パターン５１９を示す。これらのパターンは、アレイ素子１０６２に対応する。更に、これらのパターンは、アレイ素子１０６２と平面線形であってもよい。
【００７０】
このように、アレイ送受信モジュール４００のアレイ素子は、４×２のアレイ配置を供する。上で述べたように、配置は説明の目的のためであり、限定ではない。よって、実施形態は、上述のように、Ｍ×Ｎのアレイ配置を供してもよい。実施形態は、Ｍ及びＮに対する値のいかなる組み合わせを与えてもよい。そのような配置は、フェイズドアレイ及び／又は切り替え可能なアレイのセット（例えば、ビーム操舵のために）として作動されてよい。
【００７１】
アレイ送受信モジュール４００は、アレイ素子の層の間に遮蔽を提供する。例えば、図５は基板層５０２６上の導電パターン５２８を示す。送受信モジュール１００及び３００の方法において、これらのパターンは対応するアレイ素子のパターンに対応する（例えば、実質的に類似する）表面形状及び／又は大きさを有してよい。実施形態は、しかしながら、他の配置を用いてもよい。例えば、これらの導電パターンは、スロット１１９ａ及び１１９ｂから実質的に延びてよい。
【００７２】
導電パターン５２８は、アレイ素子の間に遮蔽を提供する。この遮蔽は、このパターンを固定された電位（例えば、グランド又はある直流電圧レベル）に設定することを通じてなされてよい。従って、この電位は適切なビーム操舵を与えるように選択されてよい。
【００７３】
実施形態において、アレイ素子層は、実質的に半波長（λ／２）の距離の間隔を有して配置される。また、図５は、表面４２２及び５０９のアレイ素子層は導電パターン５２８から１／４波長（λ／４）分の間隔を空けることを示している。
【００７４】
上述のように、ＩＣ４０４は、パッド（例えば、パッド４２６１−４２６４）を有する。これらのパッドは、導電材料からなり、各々他の素子への電気的接続を提供する。従って、図５はビア５１２１及び５１２２を示し、それぞれパッド４２６２及び４２６３に接続される。同様に、これらのビアは、基板層５０２７上の導電パターン５１８に接触を与える。
【００７５】
一般的な動作において、アレイ送受信モジュール４００は、そのアレイ素子を通じて遠隔の装置と無線信号を取り交わす。更に、アレイ送受信モジュール４００は、ＰＣＢ（プリント回路基板）５００を通じて他の装置と信号を交換してよい。そのような信号は、ＲＦ、ＩＦ、アナログ、デジタル、直流信号、グランド、及び／又は他の種類の信号であってもよい。
【００７６】
例えば、無線信号の送信において、ＰＣＢ５００はＩＣ４００にバースバンド、中間周波数（ＩＦ）信号、ＲＦ信号、グランド、及び／又は直流／電力信号を供給してよい。例えば、ＰＣＢは、コンタクト２０５（例えば、はんだ接合）を通じて、ベースバンド、ＩＦ、又はＲＦ信号を、ビア５０７及び導電線４０２からなる接続部を通じて、ＩＣ４０４のパッド４２６４に供給する。
【００７７】
この信号から、ＩＣ４０４はミリ波信号を生成する。例えば、ＩＣ４０４は、導電パターン５１６（２１６）を横切って送られるミリ波信号パッド４２６４で生成する。導電パターン５１６（２１６）は、ビア５１７に接続するようにビア１１８２を迂回して設けられる。図示されていないが、ＩＣ４０４は、ビア５２４に送られる類似したミリ波信号を生成する。
【００７８】
同様に、ビア５１７及び５２４は、ミリ波信号をアレイ素子１０６２及び導電線５２６のアレイ素子にそれぞれ供給する。これは、電源結合を通じて行われてもよい。例えば、ビア５１７は、そのミリ波信号を、導電パターン５３２と導電パターン５１３（５３３）との間に形成された隙間を介して、アレイ素子１０６２に繋ぐ。同様に、ビア５２４は、ミリ波信号を、導電パターン５１９と導電パターン５２１との間に形成された隙間を通って、導電パターン５２６のアレイ素子に繋ぐ。
【００７９】
逆に、これらのアレイ素子は、ミリ波無線信号を受信し、同じ経路を辿ってＩＣ４０４に供給する。同様に、ＩＣ４０４は対応する（相当する）ＲＦ、ＩＦ、又はベースバンド信号を生成し、それは導電パターン４０２及びビア５０７によりＰＣＢ５００に送られる。
【００８０】
更に、アレイ送受信モジュール４００は、遮蔽の特徴を供する。例えば、様々な導電パターンが、グランド又はＩＣ４０４及び／又はＰＣＢ５００から受信した直流信号を通じて、接地（又は特定の直流電圧レベルに維持）されてよい。例えば、ビア５１２１及び５１２２は、導電パターン５１８にそのようなグランド又は直流電圧信号を供給してよい。
【００８１】
導電パターン５１８から、そのようなグランド又は直流電圧レベルがアレイ送受信モジュール４００の至る所に分配されてもよい。例えば、図５は導電パターン５３３及び５２１に接続部を与えるビア１１８２を示す。
【００８２】
また、図５は、接続を与える複数のビア（５４０、５４２、５４４、５４６、５４８及び５５０）の接触が導電パターン５３２、５２８及び５１９に与えられていることを示している。これらのビアは、種々の導電パターン（図示せず）を通じて、そのようなグランド又は直流電圧信号を受け取る。代わりに、導電パターン５３２及び５３３が互いに接触してもよい。同様に、導電パターン５１９及び５２１が互いに接触してもよい。実施形態は、これらの例示的な信号経路に限定されない。
【００８３】
図示されていないが、アレイ送受信モジュール４００は、自分が発生させる熱を消散させるため、ヒートシンク層を備えてよい。ヒートシンク層は、様々な方法で付着されてよい。例えば、ヒートシンク層はＰＣＢ５００に付着されてもよい。しかしながら、実施形態は他の配置を用いてもよい。ヒートシンク層は、熱の消散と信頼性のある動作に適した種々の材料から構成されてよい。
【００８４】
ここに詳述された実施形態は、エンドファイア・Ｍ×Ｎアレイ配置の例を提供する。そのような配置は、フェイズドアレイ及び／又は切り替え可能なアレイのセット（例えば、ビーム操舵のため）として作動されてもよい。
【００８５】
これらの配置は、様々な装置に適する。例えば、アレイ送受信モジュールは、図１−５に関連して上で詳説されたアレイ送受信モジュールのように、操縦可能なアレイアンテナに要求する他のプラットフォームのみならず、ラップトップ又はノート型コンピュータの中で実施されてもよい。例えば、ここで詳述されたように、多層の、小型のエンドファイアアレイは、向上した方位角範囲（azimuth  coverage）を提供するであろう。このことは、ノート型ベースの無線用途に好ましい（例えば、ＷＰＡＮ型用途）。また、実施形態は、アドオンカード又はミニカードの内部に適合するアレイ送受信モジュールを提供してもよい。
【００８６】
図６Ａは、モジュール１００又はモジュール３００のようなアレイ送受信モジュールを用いるであろう装置６００の図である。この装置は、アクセスポイント、携帯機器等のような様々な機器に備えられてよい。図６Ａに示すように、この機器はホストモジュール６０２とアレイ送受信モジュール６０６を含む。
【００８７】
ホストモジュール６０２は、ＲＦ、ＩＦ、又はベースバンド信号を、アレイ送受信モジュール６０６と取り交わす。図６Ａに示すように、このやり取りは、フレキシブルケーブル６０４を通じて行われてよい。同様に、アレイ送受信モジュール６０６は、対応する（相当する）無線信号（例えば、ミリ波信号）を、遠隔の機器と取り交わす。
【００８８】
アレイ送受信モジュール６０６は、ここに詳述された技術に従い実施されてよい。例えば、アレイ送受信モジュール６０６は、図１−３の実施態様を用いてもよい。しかしながら、他の実施態様が用いられてもよい。
【００８９】
ホストモジュール６０２とアレイ送受信モジュール６０６との間の信号の交換は、１つ又はそれ以上のプロトコル、及び／又は１つ又はそれ以上のユーザアプリケーションと関連したメッセージ又は情報に対応してよい。このように、ホストモジュール６０２は、そのようなプロトコル及び／又はユーザアプリケーションに対応する動作を行ってもよい。
【００９０】
例示的なプロトコルは、種々のインク制御、媒体アクセス制御、ネットワーク、移送、及び／又はセッション層プロトコルを含んでよい。例示的なユーザアプリケーションは、電話による通信（テレフォニー）、メッセージング、電子メール、ウェブ閲覧、コンテンツ（例えば、ビデオ映像や音声信号）配布／受信等を含んでよい。実施形態は、しかしながら、これらの例に限定されない。
【００９１】
ホストモジュール６０２は、様々な方法で実現されてよい。例えば、ホストモジュール６０２は、１つ又はそれ以上のプロセッサと、記憶媒体（例えば、メモリ）を含んでよい。実施形態において、プロセッサは、記憶媒体に含まれた指令を実行してよい。例示的なプロセッサは、マイクロプロセッサとデジタル信号プロセッサを含む。しかしながら、他の種類のプロセッサが用いられてもよい。更に、ホストモジュール６０２は、デジタル信号及び／又はデータと、アレイ送受信モジュール１００とで交換された信号との間を変換するハードウェア（例えば、電気回路）を有してよい。
【００９２】
記憶媒体は、有形の媒体でもよい。例としては、任意の適切な型式のメモリユニット、メモリ装置、メモリ商品、メモリ媒体、記憶装置、記憶商品、記憶媒体、及び／又は記憶ユニットを含み、例えば、メモリ、取り外し可能又は取り外し不可能な媒体、消去可能な又は消去不可能な媒体、書き込み又は書き換え可能な媒体、デジタル又はアナログ媒体、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクト・ディスク・リードオンリー・メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクト・ディスク・レコーダブル（ＣＤ−Ｒ）、コンパクト・ディスク・リライタブル（ＣＤ−ＲＷ）、光ディスク、磁気媒体、光磁気記録媒体、取り外し可能なメモリカード又はディスク、種々の型式のデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、テープ、カセット等を含む。指令は、任意の適切なハイレベル、ローレベル、オブジェクト指向、ビジュアル型、コンパイラ型、及び／又はインタープリタ型のプログラム言語により実行される、ソースコード、コンパイラコード、インタープリタコード、実行コード、静的コード、動的コード、暗号化コード等のような、任意の適切な型式のコードを含んでよい。
【００９３】
図６Ｂは、図６Ａの装置に類似した装置６５０の図である。しかしながら、フレキスブルケーブル６０４を含む代わりに、装置６５０は、ホストモジュール６０２を送受信モジュール６０６に連結するＰＣＢ６０８を含む。この配置において、ＰＣＢ６０８は、モジュール６０２と６０６との間の信号送信と同様に、物理的な付着を提供してもよい。
【００９４】
このように、この前後関係において、アレイ送受信モジュール６０６は、図４及び図５の実施態様を用いてもよい。例えば、ＰＣＢ６０８は、ＰＣＢ５００を用いて実施されてもよい。実施形態は、しかしながら、この例示的な実施態様に限定されない。
【００９５】
本発明の実施形態は上で詳述されたが、それらは例示を目的としてのみ示されたと理解されるべきであり、それらに限定されない。従って、当業者にとって、本発明の趣旨と範囲を逸脱することなく種々の形態と詳細における変更がなされ得ることは明らかである。このように、本発明の広さと範囲は、上述の例示的な実施形態のいずれにも限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲及びそれらの同等物に従ってのみ定められるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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